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计算机应用技术专业优秀论文 小波变换暂态电能质量分析及DSP实现 关键词：电能质量 小波变换 暂态信号 数据采集 摘要：电能作为一种经济实用、清洁方便且容易控制和转换的二次能源，已成为全世界经济发展及人民生活的重要基础。与此同时，我们看到当代电力系统的电网和负荷构成出现了新变化。一方面，电力网络不断扩张，计算机技术、通信技术和电力电子新技术（FACTS：TCSC、SVC、HVDC、Cus-Pow）在电力系统的应用，使得对系统可靠性要求更高。另一方面，高科技含量的器件、设备与技术（如微电子技术、计算机技术、电力电子技术等），或由它们构成的数字自动化生产线，相对传统的机电设备与负荷而言，对电力扰动的敏感性更加突出，劣质电能产生的影响日益严重，尤其是原本就已存在却不以为然的电压暂降等暂态电能质量问题也突显出来。传统的电能质量分析常用傅立叶变换方法，是基于有效值理论，已不适合处理非平稳的暂态电能质量信号。因此采用新的分析方法，对暂态电能质量进行正确的检测、分析和评估就显得十分必要。 本文从电能质量定义和国内外电能质量研究现状出发，分析了目前暂态电能质量问题引起广泛关注的原因，着重对暂态电能质量扰动信号特点，暂态电能质量扰动分析方法，扰动时间定位及硬件实现方法进行了深入研究。主要内容有： 1、结合电力系统背景，系统地分析了电能质量问题的分类、产生原因、研究背景、主要分析方法及国内外的研究现状，并系统地建立了暂态电能质量扰动信号的模型，准确地描述了暂态电能质量问题的研究对象并探求暂态电能质量问题的解决方法。 2、对Daubechies系列小波暂态电能质量分析性能进行详细比较，分析了Daubechies系列小波随阶数“N”增大，时频域分析特性的递变规律。在此基础上归纳了用于电能质量综合性能分析与评估的小波函数选取原则。 3、首次对电能质量分析中的小波稳态信号与暂态信号的分析能力进行了综合评价。提出了采用Daub20小波（包）变换，进行电能质量问题综合性能评估的方法。达到通过一次变换即能准确地对稳态和暂态电能质量问题进行检测的目的。仿真结果表明该方法具有很高的计算效率和准确度，对实现电能质量综合性能评估有较好的应用价值。 4、对小波变换及多小波变换暂态电能质量分析算法进行了深入的研究和细致比较，从理论上分析了多小波暂态电能质量问题分析方面的特性，并通过实验数据的比较得出多小波在电力信号处理，尤其是暂态信号处理方面的特点与性能。 5、研究了小波暂态电能质量分析的硬件实现技术。构建了以ICETEK-VC5416-A型DSP用户板为核心的硬件实验平台。在对ADS7864和TMS320-VC5416的基本结构进行深入分析的基础上，完成了模/数转换器驱动程序和数据采集程序的C语言设计。此外，完成了小波暂态电能质量问题扰动时间定位测量算法的程序设计与仿真，其中包括数据采集模块、小波变换模块、扰动时间定位测量模块；采用了适用于DSP上实现的整数小波暂态电能质量问题扰动时间定位测量算法，提高运算速度。同时，在奇异点检测过程中，对模极大值检测算法进行了改进，进一步提高测量精度。最后，在所构建的硬件实验平台上，通过大量实验定量地研究了小波暂态电能质量问题扰动时间定位算法在DSP实际应用中的误差等问题。 正文内容 电能作为一种经济实用、清洁方便且容易控制和转换的二次能源，已成为全世界经济发展及人民生活的重要基础。与此同时，我们看到当代电力系统的电网和负荷构成出现了新变化。一方面，电力网络不断扩张，计算机技术、通信技术和电力电子新技术（FACTS：TCSC、SVC、HVDC、Cus-Pow）在电力系统的应用，使得对系统可靠性要求更高。另一方面，高科技含量的器件、设备与技术（如微电子技术、计算机技术、电力电子技术等），或由它们构成的数字自动化生产线，相对传统的机电设备与负荷而言，对电力扰动的敏感性更加突出，劣质电能产生的影响日益严重，尤其是原本就已存在却不以为然的电压暂降等暂态电能质量问题也突显出来。传统的电能质量分析常用傅立叶变换方法，是基于有效值理论，已不适合处理非平稳的暂态电能质量信号。因此采用新的分析方法，对暂态电能质量进行正确的检测、分析和评估就显得十分必要。 本文从电能质量定义和国内外电能质量研究现状出发，分析了目前暂态电能质量问题引起广泛关注的原因，着重对暂态电能质量扰动信号特点，暂态电能质量扰动分析方法，扰动时间定位及硬件实现方法进行了深入研究。主要内容有： 1、结合电力系统背景，系统地分析了电能质量问题的分类、产生原因、研究背景、主要分析方法及国内外的研究现状，并系统地建立了暂态电能质量扰动信号的模型，准确地描述了暂态电能质量问题的研究对象并探求暂态电能质量问题的解决方法。 2、对Daubechies系